兩系雜交水稻種子正季田間純度鑒定及雜株率分析

摘要：對(duì)２００９年生產(chǎn)的３４個(gè)（１４８?jìng)€(gè)樣品）兩系雜交水稻組合在武漢地區(qū)正季進(jìn)行田間種植鑒定。結(jié)果表明，樣品合格率僅為８７．８４％，影響組合純度的主要因素是變異株和不育株，其次是異品種，其中變異株率為１．６０％，不育株率為１．１１％，異品種率０．０９％。純度高的樣品變異株和不育株很少，更沒(méi)有異品種。

關(guān)鍵詞：兩系雜交水稻；純度；不育株；變異株；異品種

中圖分類號(hào)：Ｓ５１１文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Ａ文章編號(hào)：0439－８114（２０11）13－2605-04

Identification of Seed Purity and Analysis of Hybrid Strains Rate in Two-line Hybrid Rice by Field Planting in Growing Season

ＳＨＩ Ｈｕａ－ｓｈｅｎｇ１，ＸＩＮ Ｆｕ－ｌｉｎ１，ＷＡＮＧ Ｑｉａｎ－ｈｅ２，ＺＨＡＮＧ Ｓｏｎｇ－ｓｈａｎ１，ＬＩ Ｌａｎ－ｘｉａｎ１

（１． Ｄｏｎｇxｉｈｕ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｄｏｎｇxｉｈｕ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ， Ｗｕｈａｎ ４３００４０， Ｃｈｉｎａ；

２． Ｗｕｈａｎ Ｓｅｅｄ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｔａｔｉｏｎ， Ｗｕｈａｎ ４３００７０， Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｓｅｅｄｓ ｏｆ ３４ ｔｗｏ－ｌｉｎｅ ｈｙｂｒｉｄ ｒｉｃｅ ｖａｒｉｅｔｉｅｓ（１４８ ｓａｍｐｌｅｓ） ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎ ２００９ ｗｅｒｅ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ ｂｙ ｆｉｅｌｄ ｐｌａｎｔｉｎｇ ｉｎ ｇｒｏｗｉｎｇ ｓｅａｓｏｎ ｉｎ Ｗｕｈａｎ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐａｓｓ ｒａｔｅ ｏｆ the ｓａｍｐｌｅｓ ｗａｓ ｏｎｌｙ ８７．８４％． Ｔｈｅ ｍａｉｎ ｆａｃｔｏｒｓ ａｆｆｅｃｔｉｎｇ ｔｈｅ ｐｕｒｉｔｙ ｏｆ ｓｅｅｄｓ ｗｅｒｅ ｍｕｔａｎｔ ｐｌａｎｔ ａｎｄ ｓｔｅｒｉｌｅ ｐｌａｎｔ， ｆｏｌｌｏｗｅｄ ｂｙ ｐｌａｎｔ ｏｆ ｆｏｒｅｉｇｎ ｖａｒｉｅｔｉｅｓ． Ｏｎ ａｖｅｒａｇｅ， ｔｈｅ ｍｕｔａｎｔ ｐｌａｎｔ， ｓｔｅｒｉｌｅ ｐｌａｎｔ ａｎｄ ｐｌａｎｔ ｏｆ ｆｏｒｅｉｇｎ ｖａｒｉｅｔｉｅｓ ａｃｃｏｕｎｔｅｄ ｆｏｒ １．６０％， １．１１％ ａｎｄ ０．０９％， ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ． Ｔｈｅ ｓｔｅｒｉｌｅ ｐｌａｎｔｓ ａｎｄ ｍｕｔａｎｔ ｐｌａｎｔｓ ｗｅｒｅ ｖｅｒｙ ｆｅｗ， ａｎｄ ｎｏ ｐｌａｎｔｓ ｏｆ ｆｏｒｅｉｇｎ ｖａｒｉｅｔｉｅｓ ｗｅｒｅ ｆｏｕｎｄ ｉｎ ｈｉｇｈ ｐｕｒｉｔｙ ｓａｍｐｌｅｓ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｔｗｏ－ｌｉｎｅ ｈｙｂｒｉｄ ｒｉｃｅ； ｐｕｒｉｔｙ； ｓｔｅｒｉｌｅ ｐｌａｎｔ； ｍｕｔａｎｔ ｐｌａｎｔ； ｆｏｒｅｉｇｎ ｖａｒｉｅｔｙ

兩系法雜交水稻育種是中國(guó)獨(dú)創(chuàng)的一種利用光溫敏核不育性選育雜交水稻組合、提高水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的高效途徑［１－４］，但是由于兩系雜交水稻的種子質(zhì)量受多種因素影響而不穩(wěn)定，影響了其進(jìn)一步推廣［５］，因此研究影響兩系雜交水稻種子質(zhì)量的因素具有重要意義。近年來(lái)ＤＮＡ指紋技術(shù)被快速地應(yīng)用于雜交水稻純度和真?zhèn)舞b定，它雖然能準(zhǔn)確、快速地將雜交水稻中的不育系和恢復(fù)系以及常規(guī)稻品種區(qū)分開來(lái)，但是對(duì)于因傳粉混雜的變異株卻較難區(qū)分［６］。

目前對(duì)雜交水稻種子的真?zhèn)魏图兌忍镩g鑒定通常在海南進(jìn)行，是將當(dāng)年生產(chǎn)的雜交種于１０月或１１月份在海南種植，到第二年３月或４月可得到鑒定結(jié)果，從而為銷售雜交種子贏得了時(shí)間。但海南的特殊氣候條件也影響了鑒定的準(zhǔn)確性，因?yàn)殍b定的季節(jié)不同，植株的性狀表現(xiàn)也有差異，使得鑒定人員很難做出準(zhǔn)確的判斷，識(shí)別不準(zhǔn)就會(huì)導(dǎo)致鑒定結(jié)果不準(zhǔn)確［７］。雜交水稻的正季鑒定一般從第二年的４～５月開始種植，８～９月才能出鑒定結(jié)果，雖不利于雜交稻種子的銷售，但是，正季鑒定可以進(jìn)一步驗(yàn)證在海南進(jìn)行純度鑒定的結(jié)果，對(duì)雜株類型可以進(jìn)行準(zhǔn)確地分類與分析，其結(jié)果更具有說(shuō)服力。

２００９年盛夏低溫對(duì)部分雜交組合制種產(chǎn)生了影響，對(duì)該年度的雜交種子在正季進(jìn)行純度鑒定及雜株率分析，可以分清其制種安全性的高低，同時(shí)可以弄清楚影響雜交水稻純度的主要因素，有利于指導(dǎo)雜交水稻的生產(chǎn)，對(duì)防止混雜具有十分重要的意義。

１材料與方法

１．１供試材料

供試材料由武漢市種子管理站提供，為２００９年生產(chǎn)的兩系雜交水稻組合３４個(gè)，樣品數(shù)１４８?jìng)€(gè)，具體見表１。

１．２試驗(yàn)方法

１．２．１試驗(yàn)設(shè)計(jì)播種期為５月１０日，移栽期為６月１１日，每個(gè)樣品插一個(gè)小區(qū)，小區(qū)長(zhǎng)９９０．０ ｃｍ，寬１５８．４ ｃｍ，小區(qū)面積１５．６８ ｍ２，株行距１３．２ ｃｍ×１９．８ ｃｍ，走道寬３９．６ ｃｍ，每個(gè)樣品插７３行，每行插７穴，即每個(gè)樣品插５１１穴，每穴插１粒谷苗。

１．２．２田間鑒定時(shí)期分蘗期、孕穗期、抽穗期、蠟熟期各鑒定１次。用彩色包裝線標(biāo)記雜株，用藍(lán)色線標(biāo)記不育株，用紅色線標(biāo)記變異株，用黃色線標(biāo)記異品種。

２結(jié)果與分析

２．１純度

純度在９６％以下（不合格）的有１８?jìng)€(gè)樣品，涉及８?jìng)€(gè)組合（表２），樣品不合格率為１２．１６％，純度最低的是兩優(yōu)０３６的一個(gè)樣品，僅為９２．５０％，由此可見，樣品合格率之低，其種子質(zhì)量堪憂。造成此結(jié)果的原因除２００９年制種過(guò)程中遇到盛夏低溫導(dǎo)致不育系育性轉(zhuǎn)換外，還與不育系變異和父本變異有關(guān)。純度在９８．５％以上的有１５個(gè)樣品，涉及１１個(gè)組合（表３）。純度最高的樣品為９９．４７％，組合為兩優(yōu)４２，其次是９９．２６％，組合為兩優(yōu)１５２８。通過(guò)純度低的與純度高的對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)純度無(wú)規(guī)律可循，如兩優(yōu)４２，純度在９６％以下的有２個(gè)，純度在９８．５％以上的有１個(gè)且是最高的，為９９．４７％，又如兩優(yōu)２８７，純度在９６％以下的有２個(gè)，純度在９８．５％以上的有１個(gè)，由此可見同一組合的純度有較大差異。

２．２雜株率

２．２．１變異株率３４個(gè)組合變異株率的平均值為１．６０％，居第一位，比不育株率高０．４９個(gè)百分點(diǎn)，表明當(dāng)前兩系雜交水稻純度不高的原因主要是由變異株造成的，變異株率最高的為３．４５％，組合是荊兩優(yōu)１０號(hào)；其次為２．６１％，組合是兩優(yōu)１號(hào)，再次為２．５２％、組合是豐兩優(yōu)４號(hào)（表４）。根據(jù)變異株形態(tài)和生育期的特點(diǎn)發(fā)現(xiàn)大都與不育系較相似，只是可育而已，說(shuō)明在不育系繁殖和制種過(guò)程中沒(méi)有嚴(yán)格把關(guān)，從而導(dǎo)致此類型的變異株過(guò)多。

２．２．２不育株率３４個(gè)組合不育株率的平均值為１．１１％，居第二位，表明當(dāng)前兩系雜交組合純度不高的原因除變異株外，不育株也是主要原因。不育株率最高為２．５９％，組合是苯兩優(yōu)６３９；其次為２．３９％，組合是香兩優(yōu)２６；再次為２．３３％，組合是新兩優(yōu)６號(hào)（表４）。由此可見，２００９年盛夏低溫對(duì)其不育系苯６３Ｓ、香１２５Ｓ、新安Ｓ產(chǎn)生了較大影響，育性轉(zhuǎn)換說(shuō)明該３個(gè)不育系不育的起點(diǎn)溫度偏高，在生產(chǎn)中安全系數(shù)不高。不育株率最低為0，組合是株兩優(yōu)１２０；其次為０．２０％、組合是Ｗ兩優(yōu)３４１８和兩優(yōu)１號(hào)。說(shuō)明其不育系株Ｓ、Ｗ９８３４Ｓ、９８０２Ｓ ３個(gè)不育系的不育起點(diǎn)總溫度較低，在生產(chǎn)中安全系數(shù)高。

２．２．３異品種率３４個(gè)組合異品種率的平均值為０．０９％，居第三位，由此說(shuō)明，當(dāng)前兩系雜交水稻種子純度不高，異品種率不是主要原因。異品種率最高的為１．４３％，組合是兩優(yōu)１號(hào)；其次為０．５９％，組合是兩優(yōu)４２；再次是０．３８％，組合是兩優(yōu)２８７。有異品種出現(xiàn)的組合有９個(gè)，占組合總數(shù)的２６．４７％，說(shuō)明在收割和曬種的過(guò)程中，沒(méi)有嚴(yán)格把關(guān)，將異品種混入雜交種中，同時(shí)說(shuō)明異品種的出現(xiàn)是可以避免的。

３討論

在怎樣提高兩系雜交水稻種子質(zhì)量的問(wèn)題上，通常側(cè)重于提高不育系自身的質(zhì)量［５］。為防止由不育系育性轉(zhuǎn)換起點(diǎn)溫度的“漂變”［８］，在制種時(shí)遇低溫造成自交結(jié)實(shí)，出現(xiàn)“假雜種”現(xiàn)象，一些科研院所育種專家采取一些對(duì)策，諸如選育生理起點(diǎn)溫度和育性轉(zhuǎn)換起點(diǎn)溫度均低的“雙低”不育系［９］，生產(chǎn)上注重水稻光溫敏核不育系的“核心種子生產(chǎn)”，對(duì)主要水稻光溫敏核不育系類型的氣候適應(yīng)性進(jìn)行研究［１０］，目的都是為了控制兩系雜交水稻不育株的出現(xiàn)幾率，最大限度地發(fā)揮兩系雜交水稻的增產(chǎn)效應(yīng)。然而本試驗(yàn)結(jié)果表明，影響兩系雜交水稻純度的主要因素除不育株外，變異株是更重要的因素，本試驗(yàn)的變異株率高于不育株率０．４９個(gè)百分點(diǎn)，說(shuō)明變異株是一個(gè)不容忽視的因素，在生產(chǎn)中應(yīng)注意控制變異株的出現(xiàn)幾率。

本試驗(yàn)中變異株主要分兩大類，一類是農(nóng)藝性狀接近不育系類型的可育株，另一類是雜種生育期差異較大的類型。筆者認(rèn)為第一類屬于不育系變異產(chǎn)生的可育株，因它與不育株授粉結(jié)實(shí)后，因不容易區(qū)分而難以清除干凈，對(duì)這類可育株應(yīng)在不育系繁殖過(guò)程中將一些結(jié)實(shí)率異常高的剔除掉。另一類可能是由父本變異株和制種周圍異品種傳粉造成的。要防止此類變異株的出現(xiàn)，應(yīng)搞好父本的提純復(fù)壯工作，使用高質(zhì)量的父本。

參考文獻(xiàn)：

［１］ 陳志德，仲維功， 楊杰， 等． 江蘇省水稻育種研究進(jìn)展與建議［Ｊ］． 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，２００７（２）：１－４．

［２］ 呂川根，姚克敏，李霞，等．兩系法亞種間雜交稻育種的若干思考［Ｊ］．中國(guó)農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào)，２００７，９（２）：３８－４３．

［３］ 龍彭年．中國(guó)兩系法雜交水稻研發(fā)成就和發(fā)展策略［Ｊ］．世界農(nóng)業(yè)，２００２（８）：３６－３８．

［４］ 羅閏良，周承怒．湖南兩系法雜交水稻研究芻議［Ｊ］．湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，２００２（４）：９－１０．

［５］ 陳金節(jié)，張從合，周桂香，等． 提高兩系雜交水稻種子質(zhì)量的對(duì)策［Ｊ］．雜交水稻，２００９，２４（４）：１－４．

［６］ 汪哎順，李進(jìn)波，劉漢珍．ＤＮＡ指紋用于雜交水稻種子純度和真?zhèn)舞b定的研究進(jìn)展［Ｊ］．分子植物育種，２００５，３（３）：３９３－４００．

［７］ 黎世齡， 羅筱平，付志剛． 兩系雜交稻種海南種植鑒定方法探討［Ｊ］． 雜交水稻，2001，１６（６）：２７－２９．

［８］ 袁隆平．水稻光溫敏不育系的提純和原種生產(chǎn)［Ｊ］．雜交水稻，１９９４（６）：１－３．

［９］ 陳良碧，徐孟亮，周廣洽．臨界溫度雙低兩用不育系水稻的篩選研究［Ｊ］．雜交水稻，１９９９，１４（４）：３－４．

［１０］ 盧興桂，袁潛華，姚克敏，等．我國(guó)主要水稻光溫敏核不育類型的氣候適應(yīng)性［Ｊ］．中國(guó)水稻科學(xué)，２００１，１５（２）：８１－８７．

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請(qǐng)以PDF格式閱讀原文